Analisis Kinerja Aerodinamik Dari Turbin Angin Savonius Dan Darrieus Tipe H-Rotor Dengan Pendekatan Computational Fluid Dynamic (CFD) Dan Studi Eksperimental

Parlindungan, William Mikhael (2022) Analisis Kinerja Aerodinamik Dari Turbin Angin Savonius Dan Darrieus Tipe H-Rotor Dengan Pendekatan Computational Fluid Dynamic (CFD) Dan Studi Eksperimental. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111840000050-Undergraduate Thesis.pdf Download (4MB)

Abstract

Kebutuhan energi listrik yang semakin meningkat khususnya di Indonesia mengakibatkan dampak yang buruk terhadap lingkungan dikarenakan di Indonesia masih menggunakan bahan bakar fosil. Penggunaan bahan bakar fosil yang terus meningkat dapat mengakibatkan meningkatnya pemanasan global. Selaras dengan hal tersebut maka dibutuhkan pembangkit listrik terbarukan yang dapat menggantikan bahan bakar fosil. Salah satu energi terbarukan yang dapat digunakan adalah energi angin. Energi angin dapat diubah menjadi energi listrik melalui turbin atau kincir angin. Hal tersebut dapat dilakukan dengan membangun PLTA dengan menggunakan Turbin gabungan yaitu Savonius dan Darrieus. Turbin angin Savonius dan Darrieus merupakan jenis turbin dari Vertical Axis Wind Turbine (VAWT). Dengan memanfaatkan gaya drag dan lift yang dihasilkan oleh angin dapat menyebabkan turbin berputar. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui torsi, Cp, Cm, dan daya yang dihasilkan oleh turbin dengan variasi kecepatan angin serta membandingkan kinerja turbin antara simulasi dengan eksperimen.. Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap yaitu studi numerik dan studi eksperimen. Penelitian ini menggunakan software ANSYS Workbench 18.1 sebagai metode untuk analisa numerik dimana software ini bertujuan menganalisa kinerja dari turbin. Studi numerik dibagi menjadi tiga tahap yaitu, pre-processing, solving, dan post-processing. Pada bagian pre-processing dilakukan pembuatan geometri turbin angin Savonius dan Darrieus pada ANSYS design modeler. Selain itu dilakukan juga penamaan boundary conditions dan proses meshing.Setelah itu solving dan post-processing digunakan untuk mendapatkan data. Penelitian secara eksperimen dilakukan menggunakan kecepatan angin aktual dimana dalam prosesnya kecepatan angin, kecepatan poros turbin, dan torsi diukur menggunakan alat ukur pada studi eksperimen. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini adalah performa turbin dengan penambahan sudu darrieus menyebabkan kenaikan daya dan torsi tetapi tidak dengan koefisien power dengan bertambahnya kecepatan angin. Nilai torsi dan daya maksimum secara simulasi lebih besar dibandingkan dengan penelitian secara eksperimen. Torsi dan daya maksimum yang didapatkan secara simulasi adalah sebesar 1.25 Nm dan 90.97 watt dengan koefisien daya sebesar 0.227. Nilai maksimum torsi dan daya yang didapatkan secara eksperimen adalah sebesar 0.1133 Nm dan 1.54 watt dengan koefisien daya sebesar 0.0225. Dari hasil analisa data didapatkan performa turbin hasil studi eksperimen lebih buruk dibandingkan dengan studi numerik. Hal tersebut dikarenakan adanya gesekan pada bearing, misalignment pada poros turbin, dan getaran dari turbin yang menyebabkan banyak energi yang terbuang.
==================================================================================================================================
The increasing demand for electrical energy, especially in Indonesia, has a negative impact on the environment because Indonesia still uses fossil fuels. The increasing use of fossil fuels can lead to increased global warming. In line with this, renewable power plants are needed that can replace fossil fuels. One of the renewable energies that can be used is wind energy. Wind energy can be converted into electrical energy through turbines or windmills. This can be
done by building a power plant using a combined turbine, Savonius and Darrieus. The Savonius and Darrieus wind turbines are a type of turbine from the Vertical Axis Wind Turbine (VAWT). Utilizing the drag and lift forces generated by the wind can cause the turbine to rotate. This study aims to determine the torque, cp, cm, and power produced by turbines with variations in wind speed and compare the performance between simulation and experiment. Numerical and experimental studies were conducted in this research. ANSYS Workbench 18.1 software is used as a method for numerical analysis where this software aims to analyze the performance of the turbine. The numerical study is divided into three stages, pre-processing, solving, and post-processing. In the pre-processing section, the geometry of the Savonius and Darrieus on the ANSYS design modeler is made. In addition, the naming of boundary conditions and the meshing process was also carried out. After that, solving and post-processing are used to get the data. Experimental research was conducted by actual wind speed. In the process wind speed, turbine shaft speed, and torque are measured using measuring instruments in experimental studies. The results obtained from this study are the turbine performance with the addition of a darrieus blade causes an increase in power and torque but not with the power coefficient with increasing wind speed. The maximum torque and power values in simulation are greater than experimental studies. The maximum torque and power obtained by simulation are 1.25 Nm and 90.97 watt with a power coefficient of 0.227. The maximum value of torque and power obtained experimentally is 0.1133 Nm and 1.54 watt with a power coefficient of 0.0225. From the results of data analysis, it was found that the turbine performance from the experimental study was worse than the numerical study. This is due to friction in the bearings, misalignment of the turbine shaft, and vibration from the turbine which causes a lot of energy loss.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSM 621.406 Par a-1 2022
Uncontrolled Keywords:	Bahan Bakar Fosil, Cm, Cp, Darrieus, Savonius, Torsi, Fossil fuel, Savonius, Torque
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA357 Computational fluid dynamics. Fluid Mechanics
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	19 Feb 2025 05:54
Last Modified:	19 Feb 2025 05:54
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118806

Actions (login required)

View Item